退役磷酸铁锂电池的梯次利用和正极材料回收方法现状
2021-12-15刘梦宁李晓强
人工晶体学报 2021年11期
刘梦宁,李晓强
(烟台大学环境与材料工程学院,烟台 264005)
0 引 言
锂离子动力电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及三元材料等。其中磷酸铁锂安全、寿命长、原料价格低、环境友好且技术成熟,是市场上存量较大的一种电池材料。磷酸铁锂电池理论寿命为7~8年[3],目前退役磷酸铁锂电池约占退役电池总量的65%,大规模的磷酸铁锂电池将面临报废。由于其正极仅含有锂及廉价元素铁、磷,回收的经济性不高,但回收的技术要求高,过程中极易对环境造成负面影响[4],并且现有梯次利用筛选评估方法存在低效率、低精度、性能评估难等问题[5],因此如何有效处理及资源化利用退役磷酸铁锂电池仍是一大难题。本文将从目前锂电池梯次利用的现状、磷酸铁锂正极材料中金属回收的工艺,以及修复再生磷酸铁锂的技术进行探讨,希望为后续有关回收利用磷酸铁锂电池的研究提供参考。
1 退役磷酸铁锂电池的梯次利用
由于动力电池自身的化学性质,其容量会随使用时间的增长而衰减。一般来说,动力电池的容量衰减至80%时,需从电动车上退役;容量在80%~30%之间时,可以在其他领域进行梯次利用;容量衰减至30%以下时则需要使用物理、化学等方法进行拆解回收。按照“先梯次利用,后拆解回收”的资源最大化使用原则,动力电池从电动车上退役后应先考虑对其进行梯次利用[6]。常见的梯次利用流程如图1所示。
为了确保退役电池能够安全、稳定地被二次利用,首先要对退役电池的性能进行准确地评估。……
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